JPH0538196A

JPH0538196A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH0538196A
Application number: JP19017891A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Shinozaki; 圓男篠崎; Tokuji Takami; 篤司高見; Osamu Takano; 修高野; Yoshiyuki Iwamatsu; 義之岩松; Mitsuhiro Tsunoda; 光弘角田; Noriyuki Osato; 規之大里; Kazunori Kawashima; 一徳川島
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【構成】温度検出回路１６の検出した温度に応じて、
制御回路１４は記憶回路１７からその温度に応じた駆動
パルス波形を選択し、駆動回路６によりレンズ繰り出し
回路２６のステップモータ１を駆動する。具体的には、
モータの作動開始位置安定励磁、スローアップ処理、定
常動作、スローダウン処理、モータの停止位置安定励磁
における、駆動パルスのデューティまたは実効電圧値ま
たは周波数を温度に応じて変更する。【効果】モータの駆動において、温度による動作不良
をなくし正確さを高めるとともに、適正なパルスを供給
することにより迅速な作動を達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等のモータの制
御装置に関するものであり、さらに詳しくは温度に応じ
てモータの駆動パルスの波形を適宜に変更する制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、駆動パルスを供給してモータを駆
動する装置、例えばカメラ等においては、モータの作動
前にモータの作動開始位置を安定させるための励磁を行
ない、次に定常動作へ達するまでのスローアップ処理を
行ない、それからモータの定常動作に入る。そして、作
動終了時には、定常動作から停止するまでのスローダウ
ン処理を行ない、モータ作動終了後にモータの停止位置
を安定させるための励磁を行なっている。

【０００３】具体例として、実開昭６０−１４０９３４
号には、セクタ開閉に用いられるステップモータにおい
て、作動前にモータの作動位置を安定させるための励磁
を行ない、作動終了後にモータの停止位置を安定させる
ための励磁を行なうことが開示されている。また、特公
昭５７−３９８６号には、プリンタに用いられるステッ
プモータにおいて、その作動開始時に除々にパルスの間
隔（周波数）を上げていくスローアップ処理をおこなっ
てから定常動作に移行することが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例などの場
合、駆動パルスの波形は固定的に設定されており、その
パルス数のみが可変である。すなわち、この駆動パルス
の波形は温度等にかかわらず常に一定である。そして、
安定励磁やスローアップ処理，スローダウン処理の時間
等についても常に一定である。

【０００５】しかし、カメラ等の精密機器においては、
使用環境の温度により影響を受ける恐れがある。すなわ
ち、モータと連動するメカ部品からモータに加わる負荷
は、一般的に高温時に大きくなり、低温時に小さくな
る。それに対して電池等の電源は、高温時に性能がよ
く、低温時に性能が低下する傾向がある。また、温度に
よりコイルの巻線抵抗も変化する。これらの条件によっ
てモータの動作状態が左右され、ひいては、このモータ
によって駆動される部材の運動に影響をきたす。しか
し、従来はこのような温度の影響に対し何等考慮されて
いない。

【０００６】また、作動開始前および作動終了後の励磁
や、スローアップ処理およびスローダウン処理は、モー
タの脱調やハンチングなどの動作異常をできるだけ減ら
すために、安全をみて長めの時間に設定しており、動作
の高速化の妨げになっている。

【０００７】特に、カメラ部品を駆動する場合のよう
に、動作の迅速さと正確さとを極めて高いレベルで要求
される場合においては、この温度の影響が問題となって
いる。

【０００８】そして、１／１００秒以下等の短時間の動
作が間欠的に行なわれることが多いため、動作時の発熱
による温度の安定も望めず、温度の変動による動作誤差
が生じ、あるいはそれを防ごうとすると制御の遅れを生
じるといった問題がある。

【０００９】そこで本発明の目的は、温度による部品や
電池の性能変化に自動的に対応して、広い温度条件で高
精度にかつ短い処理時間で機構を駆動できるモータの制
御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るモータ制御装置は、温度を検出する温
度検出回路と、温度に対応する駆動データを記憶してい
る記憶回路と、モータを駆動する駆動パルスを出力する
駆動回路と、温度検出回路による検出温度と記憶回路に
記憶された駆動データに基づいて駆動回路の出力する駆
動パルスの波形を変更する制御回路とを有するものであ
る。そしてこれは、ステップモータを用いる場合に特に
有効である。

【００１１】この制御回路は、駆動パルスのデューティ
または実効電圧値または周波数の少なくとも一つを検出
温度に応じて変更するものである。

【００１２】また、制御回路は、モータの定常動作時、
またはモータの作動前にモータ作動開始位置を安定させ
るための励磁、またはモータ作動開始時に定常動作へ達
するまでのスローアップ処理および作動終了時に定常動
作から停止するまでのスローダウン処理、またはモータ
の作動終了後にモータ停止位置を安定させるための励磁
のうちの少なくとも一つにおいて、検出温度に応じて駆
動パルスを制御するものであり、これらの全てを制御す
ることが最も望ましい。

【００１３】

【作用】本発明に係るモータ制御装置によると、検出さ
れた温度に基づいてその環境条件において適した駆動パ
ルスを設定し、それによりモータを駆動するため、動作
誤差を低減させることができると同時に必要最小限の時
間でモータの駆動を行なうことができる。

【００１４】

【実施例】本実施例には、モータ制御装置をカメラのオ
ートフォーカスを行なうためのレンズ繰り出し機構に適
用した例を示す。まず、カメラ全体の構成について図１
を参照して説明する。カメラ全体の制御を行なう制御回
路１４に、カメラから被写体（図示せず。）までの距離
を測定する測距回路１５、被写体の輝度を検出して適正
な露出を決定する測光回路２１、温度センサを含む温度
検出回路１６、レリーズボタン，巻上げスイッチ等の各
種スイッチ２２、電源２３および電圧検出回路２４が接
続されている。また、シャッタ羽根の開閉を行なうシャ
ッタ機構２５やレンズ繰り出し機構２６などを駆動する
ためのモータ駆動回路６、撮影条件の表示や使用不能状
態の警告などを行なう警告手段２７、露出プログラムな
ど写真撮影に関する様々なデータが記憶される記憶手段
１７も制御回路１４に接続されている。なお本発明で
は、記憶回路１７には、温度変化によるメカ的負荷の変
動、電源２３の性能の変動、電気的抵抗変化などを考慮
して、温度に対応するモータ１の駆動パルスのデータが
記憶されている。

【００１５】上記構成のカメラにより写真撮影を行なう
工程を簡単に説明すると、スイッチ２２がオンされると
電源２３から電力を供給され制御回路１４が起動し、測
距回路１５の図示しない投光素子（赤外線ＬＥＤ）およ
び受光素子（ＰＳＤ）によりカメラから被写体までの距
離を検出する。そして、後述するように制御回路１４
は、温度検出回路１６の検出温度および記憶回路１７内
のデータに基づいてレンズの繰り出し距離およびそのた
めに必要な駆動パルス数を決定し、その信号を受けて駆
動手段６によりレンズ繰り出し機構２６が作動し、合焦
される。それと同時に、測光回路２１により被写体の輝
度を測定し記憶回路１７内のデータに基づいて露出を決
定し、駆動手段６によりシャッタ２５の開閉が行なわれ
る。なお、電圧検出回路２４により電源電圧の低下が認
められた場合、警告手段２７により警告（表示、発音な
ど）が行なわれる。

【００１６】レンズ繰り出し機構２６の一例が図２に示
されている。その駆動用のモータ１としては、以下に説
明するステップモータを用いている。すなわち、径方向
に４極着磁された永久磁石から成るロータ２がロータ軸
２ａに固着されており、このロータ軸２ａは図示しない
支持部材により回転自在に支持されている。ステータ３
は、Ｕ字形状をなす様に１対の脚部を有し、その脚部の
各端部には、ロータ２の外周と対向可能な磁極部３ａ，
３ｂが、ロータ２の中心に対する角度αが９０°の位相
関係となるように形成されている。このような同一形状
のステータ３が２つ設けられており、２つのステータ３
はが同一平面上で一方の磁極部３ａが互いに近接し、か
つこれら磁極部３ａの位相関係がロータ２の中心に対す
る角度βが４５°となるように配置されている。さら
に、コイル枠４にそれぞれ巻線された２つのコイル５
ａ，５ｂが、各ステータ３の磁極部３ｂ側の脚部に挿入
されている。そしてコイル５ａ，５ｂは、駆動回路６に
接続され各ステータ３の磁極部３ａ，３ｂに磁界を発生
させるものである。

【００１７】このモータ１のロータ２の回転力は、図示
しない輪列７を介して駆動歯車８に伝達される。そして
この駆動歯車８がアイドラ９に噛合し、アイドラ９に一
体的に形成してあるピニオン９ａがレンズ駆動カム１０
の下面の歯部１０ａと噛合している。レンズ駆動カム１
０は、その下面に歯部１０ａが形成してあるとともに、
その反対面は傾斜を有するカム面１０ｂとなっている。
そしてこのカム面１０ｂには、レンズ１１を保持するレ
ンズ枠１２の突起部１２ａが当接している。レンズ枠１
２にはばね１３が固定されており、図１下方に付勢され
ている。従って、ピニオン９ａが回転するとレンズ駆動
カム１０が移動し、それに追随してレンズ１１が移動す
る。なお、ここでは簡略化のためレンズ繰り出し機構を
上記のような構成として図示しているが、実際には、レ
ンズ駆動カム１０は円筒状のものである。そして、ピニ
オン９ａの回転に伴なって円筒状のレンズ駆動カム１０
が回転し、レンズ１１が図面上下に移動するようになっ
ている。

【００１８】このような構成である本発明のモータ制御
装置の作動について、図４を参照して以下に説明する。
まず、図示しないスイッチがオンされるなどにより制御
回路１４が起動され、この制御回路１４の信号を受けて
測距回路１５によりカメラから被写体（図示せず。）ま
での距離を測定する（Ａ）。そしてこれと並行して、温
度検出回路１６がカメラの使用環境の温度検出を行なう
（Ｂ）。それから、ステップ（Ｃ）において検出温度Ｔ
が高温基準温度Ｔ1 以下であるか否かが判定される。こ
こで検出温度ＴがＴ1 以下であると判定されると、ステ
ップ（Ｄ）において、検出温度Ｔが低温基準温度Ｔ2 以
上であるか否かが判定される。

【００１９】上記ステップ（Ｃ），（Ｄ）において、検
出温度Ｔが高温基準温度Ｔ1 以下かつ低温基準温度Ｔ2
以上であることが判定された場合、制御回路１４が、測
距データに基づいて合焦させるためにレンズ１１を繰り
出すのに必要な駆動パルス数を決定するとともに、検出
温度に基づいて記憶回路１７からその温度に対応する最
適な駆動パルスの波形を選択する（Ｅ）。本実施例で
は、図３に示すように複数の駆動パルスの波形のパター
ン１８，１９，２０が、記憶回路１７に記憶されてい
る。そして、この場合波形パターン１９が選択される。

【００２０】上記のように設定された駆動条件に従って
モータ１が駆動されてレンズ１１が前進または後退し、
このレンズの移動によりレンズ１１の焦点位置が変わ
り、被写体へ合焦する。この工程について詳述すると、
波形パターン１９の駆動パルスを駆動回路６が発生させ
て、コイル５ａ，５ｂに電力を供給する。まず、コイル
５ａ，５ｂに安定励磁のための最初のパルス１９ａが供
給される（Ｆ）。通常は、コイル５ａ，５ｂの通電前の
状態において、２つのステータ３の４つの磁極部３ａ，
３ｂとロータ２の４極との磁気結合力などによって、ロ
ータ２は安定位置に保持されているが、なんらかの理由
でコイル５ａ，５ｂの非通電状態でのロータ２の停止位
置が狂った場合に、作動前に安定励磁用パルス１９ａを
加えることによって、適正な作動開始位置に保持するも
のである。

【００２１】それから、除々に駆動パルス間隔を短くし
て低速動作から定常動作へ移行させるスローアップ処理
１９ｂを行なう（Ｇ）。これにより脱調やハンチングを
防ぐことができる。そして、等間隔の駆動パルス１９ｃ
を供給し、定常動作に移る（Ｈ）。

【００２２】作動終了時には前述のスローアップ処理１
９ｂと反対に駆動パルス間隔を除々に長くするスローダ
ウン処理１９ｄを行なう（Ｉ）。そして最後に、ロータ
２が停止後に適正な位置で安定的に保持されるように、
停止位置安定励磁のためのパルス１９ｅが供給される
（Ｊ）。

【００２３】このように駆動パルスをコイル５ａ，５ｂ
に供給することにより、図２に示すロータ２が回転し、
輪列７，駆動歯車８，アイドラ９，アイドラ９と一体的
に回転するピニオン９ａを介して、レンズ駆動カム１０
のラック１０ａと噛合し、レンズ駆動カム１０が移動す
る。このカム面１０ｂと係合してレンズ枠１２が図２上
下方向へ移動し、レンズ１１は合焦点位置に保持され
る。

【００２４】次に、このカメラが高温環境下で用いられ
た場合について説明すると、ステップ（Ｃ）において、
検出温度Ｔが高温基準温度Ｔ1 以上であると判定され、
駆動パルスの波形パターン２０が選択される（Ｋ）。な
おパルス数は距離によってのみ決まる。そして安定励磁
用パルス２０ａが供給され（Ｌ）、スローアップ処理２
０ｂが行なわれ（Ｍ）、駆動パルス２０ｃが与えられ定
常動作が行なわれる（Ｎ）。その後スローダウン処理２
０ｄが行なわれ（Ｏ）、最後に安定励磁用パルス２０ｅ
が供給される（Ｐ）。

【００２５】さらに、このカメラが低温環境下で用いら
れた場合について説明すると、ステップ（Ｃ）において
検出温度Ｔが高温基準温度Ｔ1 以下であると判定された
後、ステップ（Ｄ）において低温基準温度Ｔ2 以下であ
ると判定されて、駆動パルスの波形パターン１８が選択
される（Ｑ）。そして安定励磁用パルス２０ａが供給さ
れ（Ｒ）、スローアップ処理２０ｂが行なわれ（Ｓ）、
駆動パルス２０ｃが与えられ定常動作が行なわれる
（Ｕ）。その後スローダウン処理２０ｄが行なわれ
（Ｖ）、最後に安定励磁用パルス２０ｅが供給される
（Ｗ）。これらのステップ（Ｌ）〜（Ｐ）またはステッ
プ（Ｒ）〜（Ｗ）は、パルス波形をパターン２０あるい
は１８に変えることを除くと、実質的に前述のステップ
（Ｆ）〜（Ｊ）と同様である。

【００２６】なお、例えば低温環境下でカメラが使用さ
れる場合に、波形パターン１９あるいは２０が選択され
てもモータの安定した駆動は可能である。そこで従来
は、低温から高温まで広い温度範囲で動作異常なく安定
的にモータを駆動させるために、波形パターン２０のよ
うに、パルス間隔やデューティが大きな駆動パルスが固
定的に設定され、いかなる条件下でも対応可能にしてい
た。しかし、同じパルス数のモータ駆動を行なうのにか
かる時間は、パルス間隔やデューティが大きい程長くか
かるため、従来は良好な環境下でも必要以上に時間のか
かるパルスによる駆動を行なっていた。

【００２７】これに対し本発明では、作動条件が悪い場
合はパルス間隔やデューティが大きな駆動パルスを選択
して確実なモータ駆動を行なうとともに、良好な条件下
ではパルス間隔やデューティが小さい波形の駆動パルス
によりモータを駆動して作動時間の短縮化を可能にして
いる。このように、本発明によると、温度に応じて脱調
やハンチングを起こす恐れのない最短の間隔の駆動パル
スをモータに供給することができるため、動作不良なく
しかも時間的ロスをなくしたモータの駆動ができる。

【００２８】なお、上記説明はカメラの使用される環境
温度を検出して、モータの駆動パルス波形を変更する例
について説明しているが、本発明は環境温度を検出する
ものに限定されない。例えば、モータが長時間に亘って
連続使用されると自己発熱を伴なう場合があるが、その
場合にもその温度に応じて正規の作動をするように波形
を変更することができる。

【００２９】本実施例ではカメラのレンズ繰り出し機構
に本発明を応用した例を示したが、これに限られず、シ
ャッタ羽根の開閉を行なうシャッタ機構など動作の正確
さと迅速さを要求される装置には有効である。レンズの
繰り出し機構は、本実施例のようなカムを用いた方式に
限られず、スパイラルねじを用いた構成などあらゆる構
成のものに適用可能である。

【００３０】また本発明は、ステップモータのときに特
に効果的であるが、直流モータ（ＤＣモータ）において
も電源のオン・オフを繰り返すことにより前述の例と同
様なパルス波形を発生させることにより、上記の効果を
達成することができる。

【００３１】この実施例では、複数のパルス波形パター
ンのうちから温度に応じて最適なものを選択する構成と
したが、温度に応じたパルス波形をその都度導き出す構
成としてもよい。そして本発明は、駆動パルスのデュー
ティまたは実効電圧値または周波数の少なくともいずれ
か一つを温度に応じて変更するようにすればよく、また
モータ作動開始位置を安定させるための励磁、スローア
ップ処理、定常動作時の駆動パルス、スローダウン処
理、モータ停止位置を安定させるための励磁のうちの少
なくとも一つにおいて、温度に応じて駆動パルスの波形
を適宜変更することにより効果を達成できるものであ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によると、モータの駆動において
温度による動作不良をなくし、かつその温度に応じた間
隔のパルスで駆動するため、時間的ロスを減らすことが
できる。従って、モータの動作の正確さと迅速さを共に
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータ制御装置を採用したカメラ
のブロック図である。

【図２】本発明に係るレンズ繰り出し機構の一実施例を
示す説明図である。

【図３】本発明における駆動パルスパターンの例を示す
パルス波形図である。

【図４】本発明に係るモータ制御装置を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１モータ６駆動回路１４制御回路１６温度検出回路１７記憶回路１８，１９，２０駆動パルスの波形パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩松義之千葉県四街道市鹿渡934−13番地株式会社精工舎千葉事業所内 (72)発明者角田光弘千葉県四街道市鹿渡934−13番地株式会社精工舎千葉事業所内 (72)発明者大里規之千葉県四街道市鹿渡934−13番地株式会社精工舎千葉事業所内 (72)発明者川島一徳千葉県四街道市鹿渡934−13番地株式会社精工舎千葉事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度を検出する温度検出回路と、温度に
対応する駆動データを記憶している記憶回路と、モータ
を駆動する駆動パルスを出力する駆動回路と、上記温度
検出回路による検出温度と上記記憶回路に記憶された上
記駆動データとに基づいて上記駆動回路の出力する駆動
パルスの波形を変更する制御回路とを有することを特徴
とするモータ制御装置。
【請求項２】上記モータはステップモータであること
を特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】上記制御回路は、上記駆動パルスのデュ
ーティまたは実効電圧値または周波数の少なくとも一つ
を、上記検出温度に応じて変更するものであることを特
徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】上記制御回路は、上記モータの定常動作
時の上記駆動パルスの波形を上記検出温度に応じて変更
するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載のモータ制御装置。
【請求項５】上記制御回路は、上記モータの作動前に
モータ作動開始位置を安定させるための励磁、または上
記モータ作動開始時に上記定常動作へ達するまでのスロ
ーアップ処理および作動終了時に上記定常動作から停止
するまでのスローダウン処理、または上記モータの作動
終了後にモータ停止位置を安定させるための励磁のうち
の少なくとも一つにおいて、上記検出温度に応じて上記
駆動パルスの波形を変更するものであることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のモータ制御装置。